能源現狀及某些重要戰略對策解析

李文曉(中海油能源發展股份有限公司清潔能源分公司，天津 300452)

0 引言

能源是促進社會經濟發展的重要基礎資源之一，能源過度依賴、高消耗會對國民經濟運行質量和速度、生態環境形成不同程度的負面影響，急需盡早解決，世界上很多國家均結合本國國情去應對能源和環境之間的問題。近些年，中國GDP以年均10%速度發展，油、氣、水等資源的耗用量與日俱增，自然環境惡化，以上這種不良的發展模式將會帶來極為慘重的后果。能源領域從業人員應主動承擔自身的責任與義務，更深入地研究重要的戰略對策，并嘗試將其用于實踐中。

1 我國能源現狀及面對的主要挑戰

1.1 能源需求總量增長及供應壓力日益沉重

由2000年至2020年，國家初有規劃全國GDP翻兩番、能源消耗翻一番，這就表明能源的彈性系數應是0.5。但有資料統計，近3年中這一指標值均在1.3之上，預示著能源需求高于規劃。中國工業已步入至重化階段，依照世界國家發展形成的規律，不能逃脫能源快速增長期。能源消費總量快速攀增將會使能源供應承擔繁重壓力[1]。如此之高水平的一次能源需求我們怎樣能實現有效供應，其引起的污染是否有充足的環境容量作支撐，以及如何解除等均是能源發展階段急需解決的問題。

1.2 液體燃料出現較大缺口

2007年度中國的進口原油及其成品油大概為1.79億t，怎樣確保能源的安全性、加快石油資源代替品的應用進程、石化工業怎樣采用創新模式去增強自身對這種形式的適應力等，均是擺在我們面前的現實問題。

1.3 形成嚴重的環境污染問題

SO2、NOx、PM2.5～10、CO2等是污染物的主要構成，而以上這些污染物的來源是石化能源利用階段占比達到了80%，特別是煤炭的直接燃燒導致的。據統計，當下國內已經有30%～40%區域發生過酸雨現象，環境污染是造成人類呼吸系統疾患風險持續增加的主要因素之一[2]。應積極探究當下國內對污染物“可接納”的環境容量達到的層次。

1.4 溫室氣體排放量增多

當下，全球年均CO2的排放量高達250億t，工業化發展的150余年中，空氣內的CO2含量已經從最初的280.0×10-6上升到380.0×10-6，現階段每年正以3.0×10-6速度持續增長。溫室氣體對地球形成的后果是災難性的，歷經既往長期且激烈的爭論探究后，世界各國能對溫室氣體的排放已經達成了共識。

2 探究重要的戰略對策

2.1 將節能作為根本

盡管我國人均資源匱乏，承擔的能源供應壓力繁重，但單位GDP的能耗強度處于較高水平，是日本的5倍有余，針對其原因可以從工業結構、技術、政策、傳統習慣及道德層面等方面進行闡述。比如：我國技術相對滯后，和先進科技相比較，我國發電、水泥、電解質等的單位能耗量要高出20%左右；從政策層面上加以分析，節能多被作為一項軟指標，尚無配套政策、貫徹力度不足、結果統計混淆等，通常號召向量但執行落實偏少。

從某種層面上分析，大部分國人沒有將節能作為資深的日常行為基準，關于消費模式盲目的效仿西方國家，部分人員可能將將追求奢侈、豪華作為榮耀之事。黨中央倡導的循環經濟模式，建設資源節約型社會，基本是在文件制定層面上加速，產出的政績工程數目較少，實際工作略見成效。站在科技層面上分析，節能自身有十分寬廣的覆蓋范圍，不論是基礎理論研究還是技術應用，節能型產品的設計研發及規模化推廣，均付出大量努力，比如：強化導熱、傳質、兩相及多相流動，可再生能源合理化運用、復雜工業系統的集成化等。其實，從本質上分析，節能自身辨識一種寶貴能源，且是最“清潔”、最無公害的能源類型。該方面在我國蘊含著較深厚的潛能，為科技工作人員、政策編織者實踐開辟了極為廣闊的空間。

2.2 煤炭資源實現現代化利用

上文已經提及煤炭在很長一段時間內是我國一次能源的典范，直接燃燒煤炭會引發嚴重的環境污染問題。因而，實現煤炭資源應用過程的現代化是有效辦法之一，具體是建成以煤炭氣化為龍首的多聯產式系統是，將其作為我國應對能源領域重大挑戰的主要戰略方向之一[3]。

煤炭歷經氣化處理以后變為合成氣(CO+H2),凈化處理后可被用于化工原料、液體燃料制造及電力資源生產領域中。以上過程在運作階段形成的能量流、物質流遵照最優規則實現耦合，和分別生產有關產品相比較，在基礎投入、單位產品造價，污物排放等諸多方面均占據優勢。以上建成的系統投用階段可依照經濟市場現實需求做出適度調整，表現出較高的靈活性。

基于多聯產系統生產出的液體燃料，特別是甲醇、二甲醚均是極佳的煤基車用替代燃料，其在彌補我國石油資源供應缺口問題方面能作出一定貢獻。也可以選用甲醇生產烯烴、丙烯，用煤化工將部分傳統的石油化工取而代之，從而進一步減少石油耗用量。整個工藝推進階段能夠獲得濃度高、壓力高的CO2，為減少溫室氣體排放量創造良好條件，和從傳統電站煙氣內獲得CO2相比較，能量及成本耗用量均顯著減少。

這種多聯產系統在提升能源利用率、減輕環境污染程度方面有較大潛能，需重點研究的技術有：一是溫室氣體的捕獲與埋存(CCS)；二是配置不同的系統實現集成、完善；三是系統在多變工況下的運轉情況及其動態屬性；四是系統的最適宜調控策略，安全運行工況及故障檢查診斷方法；五是采用膜技術將當下的空分(ASU)取代等。

2.3 加速核能發展進程

核能運轉階段基本實現了零排放，能提供清潔型的電能資源。當下人們對核電存在思想顧慮主要有如下兩點[4]：一是單位裝機容量基本投入偏高，是傳統電站的1.5倍有余；二是運行過程的安穩性，主要是最后核廢料的處置。伴隨環境保護要求的提高及增多，常規火電站要盡早加裝FCD、SCR、最后脫CO2等裝置，其成本造價會不斷增多，與核電站單價方面的差距可能將會被消除。外加核電站自身每年運轉時間相對較長，設備裝置使用年限顯著長于常規火電站。因此從全局上分析，基礎建設投資不應該被作為一項重大問題。

在科學技術日新月異的時代中，反應堆、自動控制及故障診斷與預警技術持續完善，核電站運行的安全性、可靠性也將會得到更大保障。我國應加快仔豬設計的腳步，盡快建設出百萬千瓦級的優品壓水堆核電站，使其類型實現統一及規模化。

2.4 充分利用可再生能源

以風能這一可再生能源為實例進行分析。我國風能資源較為豐富，陸上、近海分別能達到2.54億kW、7.5億kW，以上數據僅是一個約數，對于現代大型風力發電而言，重點是利用高度達50 m甚至100 m的風力資源。

當下，外國風電發展的重點不是急于應用國外科技與設備建設風場，而是抓住備受關注的可再生能源時機，聚集多方力量，研發出具備自主知識產權的大型風力發電機組(1.5～3.0 MW)。并在風機綜合完善、氣動規劃設計、強度疲勞性改善、長期可靠運作、調控、材料生產等方面掌握重要技術，力爭3～5 a后為中國風電市場提供與國外機組技術水平相當的風電機組[5]。部分地區工業基于電網進行供電，并且由高壓交流通過降壓、整流轉變成低壓、大電流的直流電，還會耗用大量能量，可以采用免除齒輪箱，采用低頻、頻率多變的交流電經處理后直接提供給用戶的改造方法，不僅能提升能源的利用率，還能較好的滿足廣大用戶的現實需求。

3 結語

以過度耗用能源與資源、環境污染等代價去提高經濟是不可取的發展模式，一定要盡早、快速地踐行節能和生態自然和諧共同的路線。

我國在能源方面做出的研究及科技發展主要應是減輕當下在該領域中面對的重大挑戰。需適度安排那些基礎性的課題研究，但要做到主次有序。需要立足于國情，實現分析的科學化，擺脫國內外炒作形成的不良影響。應大規模的開發太陽能與風能，結合我國實況，探究這些能源的在能源系統中適宜“位置”，將其各自優勢充分發揮出來，創造出更大的效能。